红壤农业生态系统的养分循环、平衡及管理

An experiment was conducted in a red soil derived from Quaternary red clay in the Ecological Experiment Station of Red Soil, the Chinese Academy of Sciences, located in Yingtan (28° 15' 30' N, 116° 55' 30' E), Jiangxi Province. The results show that the major ways of nutrient loss are leaching and nitrogen volatilization. Rationalizing crop distribution, stimulating nutrient recycling, and improving internal nutrient flow are effective measures to decrease nutrient loss and to promote nutrient utilization efficiency. The important ways of regulating nutrient cycling and balance in the agroecosystem of the red soil are to establish optimal eco-agricultural models, practice balanced fertilization and combine the cropping system with the livestock system.     

红壤农业生态系统水分循环、平衡及其调控研究

用详实的资料论述了低丘红壤区农业生态系统水分循环，平衡特点，讨论了水分平衡的评价原则，灌溉水数量及作物需水的初步预测，并提出了调控水分循环和平稳的一些个体措施。     

荒漠绿洲农业生态系统养分平衡与调控

通过研究新疆绿洲农业生态系统历年养分平衡演变情况发现,N盈余为－26．9％－＋27．2％,P2O5盈余为188．1％,K2O则亏损,新绿洲化肥投入已占养分总投入的74．9％,有机养分投入逐年减少。提出了养分良性循环指数（MN）概念,当前新绿洲MN只有0．128。阐述了人为调控模式施肥制度,其NN可达到0．581,有机氮再循环系数（H）接近1。为了培肥地力,模式养分平衡要求N盈余在40％以上,以实现绿洲农业生态系统养分良性循环。     

荒漠绿洲农业生态系统养分平衡与调控

通过研究新疆绿洲农业生态系统历年养分平衡演变情况发现，N盈余为-26.9%～+27.2%，P₂O₅盈余为188.1%，K₂O则亏缺，新绿洲化肥投入已占养分总投入的74.9%，有机养分投入逐年减少。提出了养分良性循环指数(M_N)概念，当前新绿洲M_N只有0.128。阐述了人为调控模式施肥制度，其M_N可达到0.581，有机氮再循环系数H接近1。为了培肥地力，模式养分平衡要求N盈余在40%以上，以实现绿洲农业生态系统养分良性循环。     

苏南地区农田养分循环特征及平衡调控途径

从宏观计算和田间模拟试验两方面分析了江苏南部农田养分循环和平衡特征的变化趋势，农田养分投入结构由有机养分为主转向以无机养分为主，农田养分内循环变弱，农田养分平衡N素由亏损转为过剩，P由亏损转为持衡，但K素亏缺愈加严重。指出增加P、K肥投入，适当控制N肥投入，在机械化条件下增加有机肥的投入是合理调控该地区农田养分平衡的重要途径。     

长期不同施肥措施下红壤稻田的养分循环与平衡

红壤丘陵地区荒地或旱地开垦为水田不仅可以治理土壤侵蚀,而且能增加土壤肥力,提高农田生产力.本文分析了长期不同施肥措施下垦自红壤荒地的稻田 2004-2007 年的养分循环和平衡特征及变化.结果表明:不同垦殖年限施肥措施对水稻产量的影响基本不变,都是 NPK+有机质循环 (8589 kg/hm2) ＞ NPK (7804 kg/hm2) ＞ N+有机质循环 (6626 kg/hm2) ＞有机质循环 (4525 kg/hm2) ＞无肥区 (2707 kg/hm2),且随着垦殖年限增加,不同施肥措施间产量差异有增大趋势.P 是中低肥力红壤稻田的主要限制因子,不施 P 肥对早稻产量的影响高于晚稻.有机物循环可以提高系统养分的再循环率,循环及循环配施化肥处理的养分都有盈余,单施化肥则会导致养分亏缺.高产稻田生态系统 N 素输入主要依靠化学 N 肥,有机肥是重要的 P 素资源,秸秆还田对于稻田 K 平衡有重要作用.     

环渤海低平原农田生态系统养分循环与平衡研究

了解农田养分输入、输出和平衡状况,以及土壤肥力现状与变化特征,对实现养分资源优化管理、地力的持续提升、肥料利用率提高和农业可持续发展具有重要意义。基于1985年、2000年和2014年河北省南皮县国民经济统计资料,分析了从1985年到2014年县域农田生态系统养分循环与平衡状况;利用1981年第2次土壤普查和2015年实测南皮县域土壤耕层养分含量数据,探讨了耕层土壤养分变化及空间分布格局特征。结果表明,1985—2014年南皮县农田养分输入输出均呈持续上升趋势, NPK养分输入由10701 t增加至23386 t,年递增率2.33%; NPK养分来源结构略有不同, NP来源以化肥为主,其次是人畜粪尿和作物秸秆有机肥源;而K素来源主要是有机肥源。农田养分输出以作物吸收为主,占养分总输出的80%以上, NPK总输出由1985年的9093 t增加到2014年的18846 t,年均增速2.17%。从养分表观平衡的角度看,从1985年到2014年NP始终有大量盈余, P素盈余大于N素, N和P表观平衡率分别为16.8%~34.2%和26.9%~65.5%;若考虑有机氮的有效性问题,1985—2000—2014年3个时段有效氮盈亏率依次为18.1%、6.5%和-7.8%,有效氮平衡由盈余转向亏缺;而K素经历了由赤字逐渐向盈余的转变过程,由1985年的-33.5%赤字发展至2014年的33.6%盈余。受农田养分平衡状况的影响,南皮县土壤有机质、全氮、有效磷发生了显著变化,1981—2015年有机质由8.62 g·kg-1增至14.0 g·kg-1,增幅62.4%;全氮由0.542 g·kg-1增至0.908 g·kg-1,增幅67.5%;有效磷由2.0 mg·kg-1增加到20.8 mg·kg-1,增加了9.4倍。而碱解氮和有效钾变化不明显,分别由70.5 mg·kg-1和141 mg·kg-1增加到71.8 mg·kg-1和147 mg·kg-1,相对增幅仅为1.8%和4.2%。建议今后南皮县在农业生产中大力推广科学施肥技术,重视有机肥和化肥配施,推广秸秆还田,通过改进施肥方法提高肥料利用效率;养分管理中应提倡“稳氮、控磷、补钾”的施肥对策,避免过多的盈余养分进入环境。     

严重侵蚀红壤不同治理模式群落N、P养分循环研究

福建长汀河田采取了多种治理模式对严重侵蚀红壤进行治理 ,为探讨不同治理模式的植物群落养分循环功能的恢复效果 ,对其中的以草促林、乔灌混交和乔木混交 3种治理模式及对照未治理的马尾松群落的 N、P养分循环进行了研究。结果表明 ,3种治理模式马尾松各组分的 N、P养分含量均比对照的高 ,群落养分的分布更加合理 ,群落 N、P养分总累积量、年存留量、归还量、吸收量均远大于对照的 ,养分循环功能有了一定程度的恢复。     

红壤低丘岗地区种养复合农业生态系统研究

针对红壤低丘岗地区自然资源和地域特点,提出了垂直立体布局和间套混作水平立体布局的种植业生态模式及畜禽鱼食物链有机结合的养殖业生态模式,形成种植业与养殖业合理配比与良性循环,并提出了种植业与养殖业亚系统定量调控措施。     

黑土农田养分平衡与养分消长规律

通过 1 1年的定位试验结果表明 ,典型黑土农田 1 1年不施N肥 ,N素的自然供给力由 92 %下降到 5 0 %～ 60 % ;不施P肥 ,P素的自然供给力由 98%下降到 80 %～ 90 % ;不施钾肥 ,K素的自然供给力也由 1 0 0 %缓慢下降接近 90 %。农田养分平衡盈亏及其变化决定了土壤养分消长规律 ,其中有效磷的消长与P素盈亏的相关模型为Y =2 895 0 1 3 4x ,速效钾的消长与K素盈亏的相关模型为Y =1 8 81 0 1 63x。     

杀虫脒在红壤和菜园土中的吸附

本文研究了杀虫剂杀虫脒在红壤和菜园土中的吸附。结果表明,在吸附杀虫脒的土壤各种组分中,粘粒（〈０．００２ｍｍ）及其矿物类型起着关键性的作用,同时土壤中各种氧化物也发挥一定的作用,而土壤有机质的作用则不明显。由于红壤和菜园土的土壤组成和性质存在差别,因此它们对杀虫脒的吸附特征也不一样,菜园土对杀虫脒的吸附强度和数量均高于红壤。     

邻苯二胺对铜在红壤和砂姜黑土中吸附和解吸的影响

研究了铜在红壤和砂姜黑土中的吸附和解吸过程以及有机污染物邻苯二胺对铜在两种土壤中吸附和解吸行为的影响。结果表明 ,砂姜黑土较红壤对铜具有更高的吸附量 ,同时 ,被吸附的铜离子从土壤中的脱附百分数也是砂姜黑土大于红壤 ,吸附在砂姜黑土中的铜较红壤更易被 1molL- 1 MgCl2 所置换。pH 3 .5～ 7.5范围内 ,土壤对铜的吸附量均随溶液pH的升高而升高 ,呈现S形。邻苯二胺增加了红壤对铜的吸附量 ,同时也增加了铜的脱附百分数。而邻苯二胺虽未改变砂姜黑土对铜的吸附量 ,但却显著改变了铜的脱附百分数。文中对邻苯二胺与铜的交互作用过程及其机理进行了推测     

红壤性水稻土施肥的产量效应及与气候、地力的关系

以23a红壤性水稻土化肥定位试验为对象，探讨了不同施肥措施下水稻产量变化及其与气候、地力的关系。结果表明：不同施肥措施的产量效应均显著受气候的年成变化及其交互作用的影响，气候的季相变化因不同施肥措施而异，对CK、NK、NPKM处理影响不大，而对N、NP、NPK处理有强烈的影响；红壤性水稻土基础地力贡献率较稳定，为46．3％，72．0％。随着施肥结构完善，对地力贡献的依赖性表现出NPKM〈NPK〈NK、NP〈N的趋势；各施肥管理水稻平均增产效果表现为NPKM〉NPK〉NK〉NP〉N。连续施用氮（N）肥，增产效果达持续显著水平的年限为17a，钾（K）肥的为98，而磷（P）肥不明显。N肥单施或与P肥、K肥配施，生产稳定性显著下降，且随时间的延长，增产效率均呈线性下降，其下降速率表现出NP〉N〉NK的趋势，至18～218后，产量水平相当或者低于无肥区（CK）。N肥与PK肥配施，可显著提高水稻生产的稳定性和产量，再配施有机肥，水稻增产效果更为明显。     

水分和施磷量对简育水耕人为土中磷素形态的影响

通过大田和盆栽试验,探讨了在水稻种植过程中土壤水分含量和施磷量对简育水耕人为土中磷素形态的影响。结果表明:土壤中不同形态无机磷含量占无机磷总量的顺序为O-P>Fe-P>Al-P>Ca-P;随着水稻栽种时间的延长、土壤含水量和施磷量的降低,土壤Al-P、Fe-P和Ca-P含量下降,O-P含量则上升。大田试验中,土壤水分含量仅对水稻生长初期和后期的Ca-P以及中期的O-P影响显著,而对其他水稻生长期下土壤Al-P、Fe-P影响不显著;施磷量与红壤无机磷组分存在显著的相关。盆栽试验中土壤水分含量对无机磷形态的影响均不显著;施磷量与Al-P、Fe-P和水稻生长初期、中期的Ca-P含量有显著的正相关作用,而对后期的Ca-P和O-P的影响不显著。水分含量和施磷量对土壤四种形态的无机磷存在显著的交互作用。     

红壤丘岗区人工林恢复过程中的土壤养分状况

针对红壤丘岗区的自然条件和地形特点,在岗地上坡布置了一组人工林恢复实验,研究植被恢复过程中林地土壤的养分状况。12年的研究结果表明:人工恢复的阔叶林和混交林土壤养分前期下降,3年以后一直上升,总体出现赢余;原状的稀疏马尾松林和自然恢复植被土壤养分一直处于下降状况,前期(1~3年)下降快,后期较慢,目前仍在缓慢下降,特别是自然恢复植被,土壤养分处于严重的退化状况。在开发利用红壤丘岗地过程中,必须注意增加地表覆盖度,避免盲目开垦,减少水分和养分流失,使这类土壤资源得以持续利用。     

南方红土元素迁移特征及其古环境意义

气候变化下土壤物质过程的响应特征是全球变化研究的重要主题。本文选取江西九江剖面，通过协变分析，对其元素迁移特征进行了研究。结果显示，剖面上部（褐黄色土层）和剖面下部（网纹红土层）的协变状态和元素迁移强度有明显的差别，从盐基赋存状态看，剖面下部元素迁移强度大大高于剖面上部，同时，不同元素的迁移模式的表现明显不同。研究表明，剖面元素组成主要受古气候变化引起的风化强度差异的控制，但也在一定程度上受母质物源变化的影响。     

中国红壤坡地不同林地养分动态变化与模拟研究

在中国科学院红壤生态试验站对红壤坡地不同林地进行6a（1991-1996）定位观测，对N、P、K养分动态循环进行了系统分析，建立了养分循环的分室模型。结果表明：不同林地N、P、K贮量绝大部分存在土壤分室中占97％以上，6年生阔叶林、针叶林N、P、K年总净积累量为正，分别为36．51kg hm^-2、29．70kg hm^-2，系统养分盈余，另外N、P、K各分量积累量均为正，表现为各营养元素系统内盈余；对照（自然荒坡）N、P、K年净积累总量为-9．59kg hm^-2，为养分流失状态，N、P、K各分量也为流失状态。同时对有林坡地和荒坡地进行了0—10a的系统N、P、K在各分室的运转状态模拟，模拟结果表明：N、P、K在阔叶林和针叶林系统均表现盈余，植株地上部分累积量较大，土壤分室N轻微流失，而P、K盈余，自然荒坡土壤养分有轻微流失。     

红壤微生物生物量C周转及其研究

采用14 C底物标记技术测定了三种不同质地 (红砂土菜地、黄筋泥桔园和茶籽园 )的红壤微生物生物量C的周转期。结果表明 ,在 2 5℃、5 0 %田间持水量培养条件下 ,三种红壤微生物生物量C的周转期分别为 80天、1 39天和 1 70天。周转期与粘粒含量关系较为密切 ,砂质土壤的周转期较粘粒土壤短 ,提示砂质土壤有机质易被微生物降解 ,有利于养分的迅速释放 ,而粘粒土壤则更有利于养分的持留。周转期与利用方式、pH以及有机质含量无明显相关。红壤微生物生物量C周转期总体上较报道的其他类型土壤微生物生物量C周转期短 ,表明热带—亚热带地区酸性红壤有机质和养分周转相对较快 ,这有可能是造成红壤养分贫瘠的一个原因。根据周转期估算 ,通过微生物年周转的C量 (即年流通量 )为微生物生物量C的 2倍以上     

不同利用方式和肥力红壤中水稳性团聚体分布及物理性质特征

研究了不同土地利用方式和土壤肥力对红壤水稳性团聚体及土壤物理性质的影响。结果表明,同一肥力水平下不同土地利用方式的土壤中,>0.25 mm水稳性团聚体含量变化趋势相同,均以旱地土壤含量最低,林地土壤最高。不同肥力水平下,林地、果园、水田中>5 mm水稳性团聚体含量变化均为:高肥力>低肥力。说明随土壤肥力的逐渐增高,有机质胶结物质含量增加,有利于形成更多的水稳性大团聚体。土壤团聚体稳定性与>0.25 mm水稳性团聚体含量呈极显著正相关,这表明>0.25 mm水稳性团聚体含量是影响土壤团聚体稳定性的主要因素。不同土地利用方式下的土壤物理性质(土壤容重、土粒密度、土壤孔隙度)存在较大差异,变化规律也不一致。但土壤容重和土壤孔隙度与>0.25 mm水稳性团聚体含量有很好的相关性。